善用智慧科技即時監測河床沖刷狀況水利規劃試驗所

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  發刊期數:第0314期/ 發布日期:2019/01/18

圖1 無線追蹤粒子系統概念圖_pic

臺灣河川坡陡流急,尤其在氣候變遷威脅下,常會發生致災性洪水,造成河川高灘沖刷而危及堤防安全,而傳統河川底床沖刷監測,常採用沖刷磚法,將有標註號碼的磚塊垂直埋設在河床中,等到洪水過後,再藉由開挖得知磚塊流失數量,以估算最大沖刷深度,缺點是時效性則較為不足。

  • 圖1 無線追蹤粒子系統概念圖

水利規劃試驗所運用主動式無線電射頻身份識別(RFID)與即時數據傳輸等資通訊技術,於106年發展出無線追蹤粒子系統(詳圖1),並將無線追蹤粒子預先分層垂直埋設在河床裡,當洪水沖走無線追蹤粒子時,則可以在第一時間偵測被洪水刷出的粒子編碼,並透過傳輸系統,即可遠端得知河床沖刷深度。

106至107年間,水利規劃試驗所大安溪水尾堤防大甲溪豐洲堤防進行無線追蹤粒子系統性能測試(詳圖2),成功於尼莎、海棠及瑪莉亞颱洪期間,獲得河床沖刷動態歷程,並藉由遠端監控界面可以清楚展示不同地點之沖刷深度,當螢幕畫面呈現紅燈時,即代表沖刷至此深度。以尼莎颱風為例,在大安溪水尾堤防段監測之最大沖刷深度為2.24公尺,透過此系統可有效即時掌握動態沖刷歷程(詳圖3)。

  • 備註:(紅燈表示粒子刷出,並紀錄刷出時間)
    圖3 水尾堤防河床沖刷歷程監控畫面

監測資料除做為河床動態變化特性研究外,亦可以做為緊急搶險應變使用,確保堤防與民眾生命財產安全。後續此無線追蹤粒子系統也將提供水利署河川局建置智慧河川系統時參考,進而落實智慧水管理的理念。

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